8.4 进程控制

进程控制

进程的控制结构

要对进程进行控制，首先就要对进程进行识别，进程本身也应该有其自身的结构。

其实，操作系统本身就是一个程序，有一句经典的话：程序 = 算法 + 数据结构，所以对于单个进程来说，可以用一种数据结构来表示它，这种数据结构称之为进程控制块PCB。

PCB是进程存在的唯一标识。

++那么这些PCB之间是如何组织的？++

通常我们使用的是链表的方式进行组织的，就是把相同状态的进程链在一起，组成各种队列。

如就绪队列和阻塞队列。

除此之外，还有索引方式，将相同状态的索引放在一个索引表里。

不过一般用的都是链表，更灵活。

进程的切换

也叫做上下文切换，一个正在运行的进程被中断，另一个就绪状态的进程进入运行状态。

一般情况下会有以下步骤：

1. 首先，要保存处理器的上下文环境，将CPU程序计数器和寄存器的值保存到进程的私有堆栈中；
2. 更新当前进程的PCB（包括状态变更）；
3. 将当前的进程移到就绪或者阻塞队列中；
4. 根据调度算法，选择就绪队列中一个合适的新进程，将其更改为运行态；
5. 更新内存管理的数据结构；
6. 新进程内，把新进程内保存的上下文信息载入到CPU的寄存器和程序寄存器，占有CPU

++上下文切换都发生在那些场景里呢？++

• 为了保证所有的进程都可以得到公平的调度，CPU时间会被划分成一段段的时间片，这些时间片被轮流分给各个进程，当某个进程的时间片被耗尽了，就会被系统挂起，切换到其他正在等待的进程；
• 进程的系统资源不足时（比如内存），也会被挂起，等待资源满足后再运行；
• 进程被睡眠函数sleep主动挂起时；
• 有优先级更高的的进程运行时，原进程也会被挂起；
• 有硬件中断时，CPU上的进程被中断挂起，转而执行内核中的中断服务程序。